CN113950808B - 具有实际的和虚拟的从设备地址和从设备传感器的modbus系统 - Google Patents

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Abstract

装置和相关方法涉及具有主设备和多个从设备的联网系统，其中每个从设备在存储器中存储唯一(实际)的从设备地址和非唯一(虚拟)的从设备地址，使得每个从设备被配置为：如果在从设备接收到请求消息时与相关联的传感器设备处于活动状态，则响应寻址到从设备的非唯一从设备地址的请求消息。在说明性示例中，联网系统可以是现场总线型网络(例如，实现Modbus协议的网络)。传感器设备可以是例如中断光束、电容性触摸或按钮设备。输出指示器/致动器可以与传感器设备相关联，以向用户指示传感器设备的状态。实现传感器激活的响应选通的联网系统可以有利地扩展网络上从设备的数量，同时实现低延迟响应时间。

Description

具有实际的和虚拟的从设备地址和从设备传感器的MODBUS 系统
技术领域
各种实施例总体涉及计算机网络，更具体地说，涉及实现主设备-从设备网络模型的现场总线(Fieldbus)型网络的使用。
背景
计算机和其他电子设备可以通过计算机网络彼此相互连接。计算机网络可能有不同的拓扑形式和种类。例如，网络可以布置成环形、网状、星形、树形或总线构造。一些计算机网络可以是有线的(例如，使用同轴电缆和/或双绞线电缆)，或者可以是无线的(例如，使用无线电信号，该无线电信号使用不同调制方案)。网络类型还可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和控制器域网(CAN)。
现场总线是用于实时分布式控制的工业计算机网络协议族，标准化为IEC 61158。有多种不同的现场总线标准，这些现场总线标准的其中之一是用于连接工业电子设备的Modbus通信协议。Modbus系统被布置为一个主设备与多个从设备联网。Modbus系统可以处理从主设备发送到从设备或由从设备发送到主设备的请求消息/响应消息。例如，Modbus消息可以对应于读取和写入16比特字和特定寻址的从设备的二进制寄存器的操作。
Modbus消息可以包括多个部分。例如，功能代码和数据可以表示Modbus协议数据单元(PDU)。地址字段和循环冗余校验(CRC)(连同功能代码和数据)可以代表Modbus应用数据单元(APU)。根据Modbus协议，每个从设备被分配唯一的从设备地址/ID(例如1-247)。Modbus请求消息可以以预期的接收从设备的从设备地址/ID开始，并且响应可以以发送响应的从设备的从设备地址/ID开始。在单播模式下，Modbus事务可以由两条消息组成：来自主设备的请求和来自从设备的回复。例如，主设备可以发送寻址到具有特定的、唯一从设备地址/ID的单个从设备的请求消息，并且单个从设备在接收和处理该请求之后，可以向主设备返回响应消息。在广播模式下，主设备向所有从设备发送请求，并且没有返回对于主设备发送的广播请求的响应。广播请求可以是写命令(与读命令相对)，其中可以要求所有从设备接受广播以执行写功能。地址“0”通常被保留以标识广播交换。Yoon提交的美国专利申请公开序列号2006/0128349公开了一种用于传感器网络的节能MAC协议。
概述
装置和相关方法涉及具有主设备和多个从设备的联网系统，其中每个从设备在存储器中存储唯一(实际)的从设备地址和非唯一(虚拟)的从设备地址，使得每个从设备被配置为：如果在从设备接收到请求消息时与从设备相关联的传感器设备处于活动状态，则响应寻址到从设备的非唯一从设备地址的请求消息。在说明性示例中，联网系统可以是现场总线型网络(例如，实现Modbus协议的网络)。传感器设备可以是例如中断光束、电容性触摸或按钮设备。输出指示器/致动器可以与传感器设备相关联，以向用户指示传感器设备的状态。实现传感器激活的响应选通的联网系统可以有利地扩展网络上从设备的数量，同时实现低延迟响应时间。
各种实施例可以实现一个或更多个优点。例如，一些实施例可以允许部署在配送仓库或工业控制环境中的大型联网系统的高度响应和可靠的传感器操作。一些实施例可以采用修改的寻址方案来调整支持Modbus的设备，以实现低延迟响应时间。在一些示例中，致动器可以向用户提供关于从设备连接的传感器是否已经被激活的(视觉)指示。主设备可以被配置为，例如，处理在采用大量从设备(例如，200-500个)的Modbus网络中的从设备超时。从设备可以被配置为例如在接收到请求消息之后以预定的延迟进行响应，这可以减轻和/或避免Modbus网络上的地址冲突。
在附图和下面的描述中阐述各种实施例的细节。从描述和附图以及从权利要求中，其他特征和优点将是明显的。
附图简述
图1描绘了示出示例性网络的场景，该网络具有主设备和多个从设备，每个从设备与相应的输入传感器和输出致动器相关联。
图2描绘了示例性网络的示意图，该网络具有通过网络连接到多个从设备的主设备，每个从设备可操作地耦合到对应的传感器设备。
图3描绘了在对从设备实现唯一(实际)和非唯一(虚拟)寻址的网络中的示例性请求和响应。
图4描绘了在对从设备实现唯一(实际)和非唯一(虚拟)寻址的网络中使用的示例性传感器和致动器的多个透视图。
图5描绘了示例性Modbus寄存器地址以及相关名称和描述的表格。
图6描绘了示例性地址分配过程的流程图。
图7描绘了示例性从设备响应过程的流程图。
图8描绘了示例性教学模式过程的流程图。
图9描绘了示例性按灯拣选(PTL)顺序拣选过程的流程图。
图10描绘了示例性批量操作过程的流程图。
图11描绘了示例性测试模式过程的流程图。
在各个绘图中的相似参考符号表示相似的元件。
所示实施例的详细描述
标准Modbus从设备可以使用用户定义的标识(ID)来寻址。这是主控制器使用Modbus与(端)从设备通话的典型通信寻址方法。Modbus主设备向ID 0发送的写消息可能代表广播消息。广播消息通常可以被网络上的所有设备接收，并且主设备可能不期望响应。通过向每个从设备的存储器添加另一个非唯一ID，从设备可以响应另一个(虚拟)地址，该地址可以在系统中选择的从设备之间是公共的。例如，如果端设备的ID为5，且虚拟ID为195，该设备将响应寻址ID 5和ID 195的消息。然而，如果与该特定的从设备相关联的传感器输入端被激活，则从设备可能仅响应虚拟ID。因此，例如，当系统中的Modbus主设备正在寻找在网络中的某个地方的传感器激活时，它只需要轮询虚拟ID地址(而不是单独轮询实际/唯一的地址/ID)。因此，在各种示例中，当特定传感器输入端被激活时，与该特定传感器输入端相关联的从设备可以使用虚拟ID地址发回标识Modbus ID(固定地址)和传感器状态的数据来响应主设备请求。如果系统中有多个传感器被激活，或者有错误的传感器激活，则多个设备可能会导致总线冲突，当传感器超时时，将会对总线冲突进行纠正。通过将从设备配置为以这种方式响应，主设备可以用于使用较少数量的虚拟ID(而不是系统中的每个实际Modbus ID)来发送读取请求。
图1描绘了示出示例网络的场景，该网络具有主设备和多个从设备，每个从设备与相应的输入传感器和输出致动器相关联。示例用例场景100包括主设备105。例如，主设备105可以是台式或膝上型计算机。例如，主设备105可以包括存储在存储器中的处理器可执行指令，这些指令使主设备105能够充当现场总线网络(诸如实现Modbus协议的网络)中的主设备。
主设备通过网络115可操作地耦合到多个从设备110A、110B、110C和110D(本文中统称为“从设备110”)。例如，网络115可以被配置为具有RS-485电缆的Modbus网络。在该示例性描述中，网络115是星形网络，然而其他网络拓扑也是可能的。在一些示例中，网络115可以是被配置成在主设备105和从设备110之间传输数据的无线网络。例如，从设备110可以包括存储在存储器中的处理器可执行指令，这些指令使得它们能够充当现场总线网络(诸如实现Modbus协议的网络)中的从设备。
在所描绘的场景中，主设备105通过网络115发送请求消息120。作为响应，从设备110之一可以发送响应消息125。例如，不同的请求消息120和(在主设备105处接收的)响应消息125可以在主设备105的图形用户界面(GUI)中表示。在第一示例中，主设备105发送请求135A，请求135A寻址到具有虚拟/非唯一ID(VID)174的任何从设备110。请求135A将从主设备105发送到从设备110中的每一个。请求135A例如可以是电子传输比特，该电子传输比特表示通过(Modbus)网络115传输的协议数据单元(PDU)。根据Modbus协议规范，请求135A的PDU可以包括：(1)目的地址，(2)功能代码，(3)数据，以及(4)错误检验。
响应于接收到请求消息120，每个从设备110可以读取请求消息120，并确定是否将响应消息125发送回主设备105。给定从设备110可以根据两个条件来确定是否响应请求120。第一个条件是请求消息120是否寻址到存储在给定从设备110的存储器中的特定虚拟/非唯一地址。第二个条件是当给定从设备110接收到请求消息120时，给定从设备110的相关传感器输入端是否被激活。
在图1的示例性描绘中，每个传感器输入端与指示器/致动器输出端以单独的点亮式电容性触摸按钮的形式集成在一起。电容性触摸按钮可以例如具有作为致动器输出端的发光二极管(LED)、具有作为传感器输入端的电容性感测表面。当传感器输入端被激活时，其对应的致动器输出端被致动，以向用户1指示传感器输入端的活动状态。
如图1所示，每个从设备110A-110D通过网络115接收寻址到VID 174的请求消息120(如请求135A所指示)。从设备110A读取请求135A，并确定包含在请求135A中的虚拟/非唯一地址是否与存储在从设备110A的存储器中的虚拟/非唯一地址相匹配。在这种情况下，实际ID(AID)6以及虚拟/非唯一标识(VID)203存储在从设备110A的存储器中。请求135A被寻址到VID 174，因此两个虚拟地址不匹配。因此，从设备110A的内部逻辑确定请求135A不是去往从设备110A的，因此不响应请求135A。
从设备110B的AID为27，VID为174。因此，存储在从设备110B的存储器中的虚拟/非唯一地址与请求135A中的目的地址相匹配(174＝＝174)。然而，从设备110B的传感器输入端当前没有被激活，如正处于关闭状态的输出指示器(例如，LED)所指示。因此，从设备110B的内部逻辑确定从设备将不响应请求135A，因为当从设备110B接收到请求消息时，从设备110B的传感器输入端没有被激活。注意，类似的情况也适用于从设备110C，因为当从设备110C接收到请求135A时，从设备的传感器输入端也没有被激活(如由点亮式电容性触摸按钮111C正处于暗或未点亮状态所示)。
从设备110D的AID为40，VID为174。因此，存储在从设备110D的存储器中的VID与请求135A中的VID 174相匹配。另外，从设备110D接收请求135A，同时从设备110D的传感器输入端被激活(如由与从设备110D相关联的点亮式电容性触摸按钮的发光输出致动器所指示)。因为VID是匹配的并且传感器输入端被激活，因此，从设备110D的内部逻辑确定从设备110D将通过发送响应消息140A来响应请求135A。因此，主设备105将从从设备110D接收与请求135A相关联的响应140A。
在第二个示例中，从主设备105发送请求135B。请求135B被寻址到所有具有VID203的从设备110。在这种情况下，只有一个从设备110具有VID 203——从设备110A。然而，因为从设备110A的传感器输入端当前没有被激活(如正在处于关闭状态的(视觉)输出指示器所指示)，所以从设备110A将不响应请求135B。并且由于其他从设备110B-110D没有任何一个具有与请求135B中的VID相匹配的VID，所以主设备105没有从任何从设备接收到响应。因此，在预定量的时间之后，主设备105可以做出没有响应140B的确定(例如，超时)。
在说明性实施例中，图1中描绘的联网系统可以部署在配送仓库中。配送仓库可以用于向客户递送客户使用在线电子商务网站(诸如由阿里巴巴集团控股有限公司或Amazon.com Inc.运营的那些网站)订购的物品/商品。在仓库的用户1可能正在为特定消费者供应电子商务订单。用户1可以从多个物品箱柜之一中取出特定的物品/商品。例如，消费者可能已经通过电子商务网站订购了耳机，并且用户1可能被要求从正确的箱柜中取出耳机。当用户1从箱柜中取出物品时，用户1可以激活与该箱柜相关联的从设备110的传感器输入端。在所描绘的示例中，用户1正在从具有相关联的从设备110D和点亮式电容性触摸按钮的箱柜中取出物品。当用户1从与从设备110D相关联的箱柜中取出物品时，用户可以激活按钮，这可以使按钮点亮，从而向用户指示按钮被激活。在后端，主设备105可以定期ping特定的从设备(基于它们的虚拟/非唯一ID)，以确定这些从设备中的哪些具有处于活动状态的传感器输入端。在这个意义上，通过仅从具有激活的传感器输入端的从设备110接收响应消息，主设备105可以有利地保持追踪从哪个箱柜取出了哪些物品。
随着从设备110的数量增加，基于寻址到每个单独从设备110的实际ID(AID)的单播消息的传统Modbus系统可能会经历延迟问题，这对从设备110的响应时间产生负面影响。然而，通过基于(1)匹配虚拟/非唯一ID，以及(2)相关联的传感器输入端是否是活动的来实现响应条件，本文公开的联网系统可以有利地扩展从设备110的数量，同时保持在配送仓库环境中期望的低延迟响应时间。在这个意义上，主设备105、从设备110和网络115可以获得令人印象深刻的性能结果，这是使用传统的现场总线/Modbus体系架构无法达到的。
图2描绘了具有通过网络连接到多个从设备的主设备的示例性网络的图解视图，每个从设备可操作地耦合到对应的传感器设备。联网系统200包括通过网络115连接到多个从设备110的主设备105。每个从设备110可操作地耦合到相应的传感器输入端111和相应的致动器输出端113。
主设备105包括处理器205。处理器205可操作地耦合到存储器210，存储器210可以包括易失性/随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器(NVM)。存储器210的NVM可以存储可以由处理器205执行的程序指令和/或数据。处理器还可操作地耦合到输入端/输出端(I/O)215。在一些示例中，I/O 265可以包括有线或无线接口，以便从主设备105到网络115的通信。在各种实施方式中，网络可以是现场总线类型的网络，诸如实现Modbus协议的网络。
主设备105包括请求/响应引擎220。请求/响应引擎220可以是存储在存储器210中的程序指令，其处理向从设备110发送/从从设备110接收的请求以及向从设备110发送/从从设备110接收的响应。主设备105包括至少一个ID表225。例如，ID表225可以是存储在存储器210中的数据，该数据可以包含服务于主设备105的从设备110的AID和VID之间的映射。主设备105包括至少一个超时参数235，超时参数235也可以存储在存储器210中。主设备105包括ID分配引擎230，ID分配引擎230可以是存储在存储器210中的程序指令。ID分配引擎230可以包括为联网系统200中的每个从设备110正确配置虚拟/非唯一ID的操作。超时参数235可以是预定的数值，该数值控制主设备105在发送请求消息之后，假设超时已经发生之前没有响应的情况下等待多长时间。主设备包括超时引擎230，其可以是存储在存储器210中的程序指令。超时引擎230可以包括至少部分基于存储的超时参数235来管理主设备105如何处理超时的操作。
每个从设备110包括处理器255。处理器255可操作地耦合到存储器260，存储器260可以包括易失性/随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器(NVM)。存储器260的NVM可以存储可以由处理器255执行/使用的程序指令和/或数据。处理器还可操作地耦合到输入端/输出端(I/O)265。在一些示例中，I/O 265可以包括有线或无线接口，以便从从设备110到网络115的通信。
每个从设备110包括传感器接口引擎270。传感器接口引擎270可以是存储在存储器260中的程序指令和/或数据，用于与相关联的传感器输入端111通过接口相连。例如，传感器接口引擎270可以包括信号调节电子设备和/或模数转换器(ADC)，用于读取从传感器输入端111发送的电传感器信号。从设备110还包括致动器接口引擎275。致动器接口引擎275可以是存储在存储器260中的程序指令和/或数据，用于与相关联的致动器输出端113通过接口相连。例如，致动器接口引擎275可以包括信号调节电子设备和/或数模转换器(DAC)，用于将电致动信号传输到相关联的致动器输出端113。从设备110可以包括多个寄存器280，这些寄存器可以是存储在存储器260中的数据。例如，给定的从设备可能有16位输入寄存器和16位保持寄存器。从设备110可以包括至少一个偏移参数285，其可以是存储在存储器260中的数据。偏移参数285可以是存储在存储器260中的预定数值，其指示给定从设备110在从主设备105接收到匹配消息后将其响应延迟多久。通过用不同的偏移参数配置不同的从设备110，网络115上的冲突基本上可以被减少/避免。
每个从设备110可操作地耦合(例如，通过电线)到相应的传感器输入端111。每个传感器输入端111可以采取多种形式。例如，传感器输入端111可以是电容性触摸输入端、中断光束(break beam)传感器输入端或按钮输入端。当传感器输入端111被用户激活时，传感器输入端111可以向其相关联的从设备110发送激活信号。从设备110可以将激活的传感器输入端111的指示作为数据存储在存储器中(例如，作为比特，其中0表示非激活状态，并且1表示激活状态)。在这个意义上，给定从设备110可以“知道”其相关联的传感器输入端111的状态，并且可以基于相关联的传感器输入端111的状态来执行(有条件的)操作。
每个从设备110可操作地耦合(例如，通过电线)到相应的致动器输出端113。每个致动器输出端113可以采取多种形式。例如，致动器输出端113可以是光学照明器输出端(诸如LED)、触觉反馈输出端或听觉输出端。当输入被给予传感器输入端111(例如，它被用户激活)时，其相关联的致动器输出端113可以被致动以反映给定传感器输入端111的实时状态。例如，以及关于图1的示例性描绘，用户可以使用用户的手指轻敲传感器输入端111(电容性触摸表面)。在检测到该触摸时，传感器输入端111可以向其相关联的致动器输出端发送消息(例如，经由相关联的从设备110)，这可以导致致动器输出端点亮(在致动器输出端是LED或其他发光设备的情况下)。因此，致动器输出端113可以向用户提供反馈(例如，视觉、触觉、听觉)，该反馈向用户指示与致动器输出端相关联的传感器输入端111的当前/实时状态。
图3描绘了在为从设备实现唯一(实际)和非唯一(虚拟)寻址的网络中的示例请求和响应。请求和响应消息场景300的集合被示为功能块。第一组消息305是使用实际/唯一ID(AID)寻址到特定从设备的Modbus消息。第二组消息310是使用虚拟/非唯一ID(VID)寻址到特定从设备的Modbus消息。在该示例性图示中，有三个从设备，它们都具有相同的VID 195，但是具有不同的AID(例如，1、5和7)。
第一请求/响应消息对315包括寻址到唯一AID为1的从设备的主设备请求消息。第一请求/响应消息对315包括来自AID为1的从设备的从设备响应。类似的情况发生在第二请求/响应消息对320和第三请求/响应消息对325中。对于对320，主设备发送寻址到AID 5的请求，并且被分配了AID 5的从设备做出响应。对于对325，主设备发送寻址到AID 7的请求，并且被分配了AID 7的从设备做出响应。对315-对325可以是传统的Modbus请求/响应消息，传统的Modbus请求/响应消息根据Modbus协议规范中详细说明的唯一从设备ID寻址方案运行。
对于第二组消息310，主设备发送寻址到任何具有特定非唯一VID的从设备的请求消息。例如，第四请求/响应消息对330包括寻址到分配了VID 195的从设备的主设备请求消息。当在每个从设备接收到对330的请求时，具有AID：＝1的从设备的传感器输入端被激活，而具有AID：＝5和AID：＝7的从设备的传感器输入端没有被激活。因此，只有AID：＝1和VID：＝195的从设备响应，因为(1)请求消息中的VID与从设备中的VID匹配(195＝＝195)，并且(2)当从设备(AID：＝1)接收到请求消息时，该从设备的传感器输入端处于活动状态。
第五请求/响应消息对335包括寻址到被分配了VID 195的从设备的主设备请求消息。当在每个从设备接收到对335的请求时，具有AID：＝5的从设备的传感器输入端被激活，而具有AID：＝1和AID：＝7的从设备的传感器输入端没有被激活。因此，只有AID：＝5且VID：＝195的从设备响应，因为(1)请求消息中的VID与从设备中的VID匹配(195＝＝195)，并且(2)当从设备(AID：＝5)接收到请求消息时，该从设备的传感器输入端处于活动状态。
第六请求/响应消息对340包括寻址到被分配了VID 195的从设备的主设备请求消息。当在每个从设备接收到对340的请求时，具有AID：＝7的从设备的传感器输入端被激活，而具有AID：＝1和AID：＝5的从设备的传感器输入端没有被激活。因此，只有AID：＝7且VID：＝195的从设备响应，因为(1)请求消息中的VID与从设备中的VID匹配(195＝＝195)，并且(2)当从设备(AID：＝7)接收到请求消息时，该从设备的传感器输入端处于活动状态。
因此，在大多数操作条件下，寻址到多个从设备的Modbus消息都具有相同的VID，这可能导致只有一个响应消息被传输回主设备。只有一条响应消息可以被发送，因为两个具有相同VID的从设备很不可能(从统计角度来看的可能性)在完全相同的时间激活它们相应的传感器输入端。因此，在从设备中实现虚拟/非唯一寻址的联网系统仍然能够在标准Modbus协议下运行，同时适于以相对低的延迟处理大量从设备。
图4描绘了在为从设备实现唯一(实际)和非唯一(虚拟)寻址的网络中使用的示例性传感器和致动器的多个透视图。描绘了一些传感器/致动器设备400，每个具有不同的配置。一些设备400可以用作部署在联网系统(诸如图2所示的系统200)中的组合/集成的传感器输入端和致动器输出端(例如，设备405、410、415和425)。在各种示例中，给定从设备的传感器和致动器可以是可操作地耦合在一起的独立单元(例如，设备420A/420B和430A/430B)。在一些实施例中，联网系统可以为每个从设备采用不同类型的传感器和/或致动器。
第一传感器/致动器设备405是点亮式、固定场、偏振回射设备。点亮式、固定场、偏振回射设备的示例可以包括由总部位于明尼苏达州普利茅斯(Plymouth,MN)的BannerEngineering Corp.制造的K50 Modbus系列照明拾光光学按钮(型号K50LPGRYS1Q)。第一传感器/致动器设备405可以包括以偏振式回射感测模式操作的传感器。第一传感器/致动器设备405可以包括致动器(诸如LED)，致动器(诸如LED)可以输出传感器实时状态的视觉指示。
第二传感器/致动器设备410是点亮式电容性触摸设备。点亮式电容性触摸设备的示例可以包括由Banner Engineering Corp.制造的K50 Modbus系列照明拾光电容性触摸按钮(型号K50TGRYS1Q)。第二传感器/致动器设备410可以包括具有电容性触摸表面/接口的传感器，该传感器被配置为例如测量用户手指的触摸。第一传感器/致动器设备405可以包括致动器(诸如LED)，致动器(诸如LED)可以输出传感器实时状态的视觉指示。
第三传感器/致动器设备415是点亮式按钮设备。点亮式按钮设备的示例可以包括由Banner Engineering Corp.制造的K50 Modbus系列照明拾光按钮(型号K50PBGRYS1Q)。第三传感器/致动器设备415可以包括具有(机械)按钮接口的传感器。第三传感器/致动器设备415可以包括致动器(诸如LED)，致动器(诸如LED)可以输出传感器实时状态的视觉指示。
第四传感器设备420A是光学触摸按钮设备。光学触摸按钮设备的示例可以包括由Banner Engineering Corp.制造的OTB系列光学触摸按钮(型号OTBVN6)。第四传感器/致动器设备420A可以包括具有光学接口(例如，具有光学发射器和接收器以检测用户手指的存在)的传感器。第四传感器设备420A可以可操作地耦合到致动器设备420B，该致动器设备420B可以输出传感器实时状态的听觉指示。听觉致动器420B的示例可以包括由BannerEngineering Corp.制造的TL50A听觉指示器(型号TL50AQ)。
第五传感器/致动器设备425是点亮式光学中断光束设备。点亮式光学中断光束设备的示例可以包括由Banner Engineering Corp.制造的PVA系列拾光阵列(型号PVA100N6)。第五传感器/致动器设备420可以包括具有光学中断光束接口(例如，具有光学发射器和接收器以检测用户手或手臂的存在)的传感器。第五传感器/致动器设备425可以包括致动器(诸如LED)，致动器(诸如LED)可以输出传感器实时状态的视觉指示。
第六传感器设备430A是超声波传感器设备。超声波传感器设备的示例可以包括由Banner Engineering Corp.制造的
Figure GDA0003404512110000123
T30UA系列超声波传感器(型号为T30UXUA)。第六传感器设备430A可以包括具有声学发射器和接收器的传感器，以检测第六传感器设备430A附近用户的手或手臂的存在。第六传感器设备430A可以可操作地耦合到致动器设备430B，该致动器设备430B可以输出传感器实时状态的视觉指示。视觉致动器430B的示例可以包括由Banner Engineering Corp.制造的
Figure GDA0003404512110000124
K70无线指示灯(型号K70DXN9RQ)。
图5描绘了示例性Modbus寄存器地址以及相关名称和描述的表格。示例性寄存器分配表500包括Modbus寄存器地址列505、名称列510和描述列515。每个Modbus从设备中的各种寄存器可以根据表500中所示的信息进行配置。
表500的第一行520指示第一寄存器7941可以与名称“活动SID”相关联。第一行520的描述字段详细说明寄存器7941可以是非易失性存储器(NVM)中的读/写保持寄存器。寄存器7941还存储表示相关从设备的虚拟/非唯一地址/ID(VID)的从地址/ID。用于向寄存器7941分配VID/将VID写入寄存器7941的地址分配操作可以至少部分地与主设备合作执行。例如，主设备可以向从设备发送消息，命令从设备进入“教学模式”，以向寄存器7941分配VID/将VID写入寄存器7941。示例性教学模式过程在图6中详细说明，并在下面进一步详细解释。在一些示例中，寄存器7941的默认分配值可以是1。
表格500的第二行525指示第二寄存器7942与名称“活动传感器”相关联。第二行530的描述字段详细说明寄存器7942可以是存储器(可能是易失性存储器或RAM)中的读/写保持寄存器。存储在寄存器7942中的值1可以指示相关联的传感器已经被激活。在一些示例中，寄存器可以从主设备写入清除。在各种实施例中，传感器输入端的激活可以是边缘触发的(从关闭状态到打开状态)。在一些实施方式中，如果主设备没有以给定的超时时段(在一些实施例中，以1秒作为默认值)进行响应，则存储在从设备的存储器中的传感器超时参数可以清除寄存器7942。例如，每当传感器被激活时，定时器可以启动，并且如果在寄存器7942从0转变为1后1秒，主设备没有向从设备发送消息，则定时器可以到期，并且寄存器7942可以被擦除。
表格500的第三行530指示第三寄存器8701与名称“作业/拣选编号”相关联。第三行525的描述字段详细说明了当向相同从设备请求多个任务/指示时，可以使用寄存器8701。例如，作业/拣选编号可用于将按灯拣选(pick-to-light，PTL)消息(例如，打开绿灯，显示12345)标记到特定的作业和拣选项目。这种实施方式可能需要从设备实现用于枚举不同消息的队列机制。例如，假设向PTL设备发送两条消息：第一条消息＝作业1，绿色，显示12345；第二条消息＝作业2，红色，显示34567。PTL设备可能交替亮起绿灯然后红灯，这表明该PTL设备有两项任务。工人可以在绿灯被激活且显示屏上显示具体零件号的情况下从货架上挑选零件。当第一个工人激活传感器时，主设备可以确定该拣选是针对作业1(而不是作业2)。
表500的第四行535指示第四寄存器8702与名称“灯状态”相关联。第四行535的描述字段详细说明了寄存器8702可以存储表示与从设备相关联的指示灯状态的数据。例如，寄存器8702可以存储与指示灯的不同致动状态(例如，关、开、闪1、闪2)相关联的16比特值。在各种示例中，寄存器8702可以是存储通用致动器的通用致动状态的寄存器。例如，如果致动器是扬声器或声学设备，则寄存器可以存储指示扬声器生成的可听声波的音量的数据。在致动器是触觉设备的另一个示例中，致动状态可以包括触觉反馈的强度，或者触觉反馈控制信号的脉宽调制(PWM)参数。
表格500的第五行540指示第五寄存器8703与名称“灯颜色”相关联。第五行540的描述字段详细说明了寄存器8703可以存储表示与从设备相关联的指示灯的颜色的数据。例如，寄存器8703可以存储与指示灯的不同颜色状态(例如，关、黄、绿、红)相关联的16比特值。在各种示例中，寄存器8703可以是存储通用致动器的通用致动状态的寄存器。例如，如果致动器是扬声器或声学设备，则寄存器可以存储指示扬声器生成的可听声波的频率的数据。在致动器是触觉设备的另一个示例中，致动状态可以包括触觉反馈的频率。
表格500的第六行至第十行545指示寄存器8704-8800与名称“显示”相关联。第六行至第十行545的描述字段详细说明了寄存器相关寄存器可以存储表示字符的数据，其可以是ASCII格式。例如，寄存器8704可以表示ASCII显示字符的起始地址，而寄存器8800可以表示ASCII显示字符的最后地址。例如，Modbus寄存器范围8704-8800可以为总共194个字符提供总共97个寄存器(每个寄存器2个字符)，这些字符可以在(LCD)显示器上输出，以向工人或用户指示有用的信息，诸如作业、SKU和/或数量。
图6描绘了示例性地址分配过程的流程图。地址分配过程600在本文中可以被称为“设计时”过程。该设计时过程可用于为每个PTL设备分配实际ID。虚拟ID可以被单独分配，例如，在可能的ID值的较高范围内(例如，195)。实际ID(标准Modbus ID)可能在较低的范围内(例如，1-100)。
例如，过程600的步骤可以由主设备与通过Modbus网络通信的各个从设备协作来执行。分配从设备地址(ID)的操作可以在任何Modbus网络中执行。在各种实施方式中，从设备的ID可以受到输入到主设备中的预定数字集合或范围的约束(例如，用户可以输入1-247作为可能的ID值的范围)。在示例性实施方式中，实际ID的ID值可以在ID范围的低端，而虚拟ID可以在ID范围的高端选择，以便不干扰扩展具有更多从设备的网络。在一些示例中，从设备ID分配过程600可以主要由Modbus主设备自动化。在各种实施方式中，过程600中的错误可能导致过程600重新开始(例如，重新初始化到步骤605)。
从步骤605开始，主设备向网络上的从设备发送地址分配广播消息。例如，地址分配广播消息可以包括一个命令，用于将网络中的从设备打开为红色闪烁，指示从设备ID的分配正在进行中。广播消息可以包括将所有从设备设置为未使用的ID的命令。接下来，在步骤610，主设备使用虚拟ID开始轮询，以寻找网络上从设备的传感器激活。用户可以通过激活与第一从设备相关联的第一传感器来选择第一从设备(例如，如果传感器输入端是电容性触摸按钮，则通过用户用手触摸传感器)。接下来，在步骤615，如果主设备没有从第一从设备接收到指示第一传感器输入端被激活的消息，则主设备循环回到步骤610，继续在网络上寻找传感器激活。
在步骤615，如果主设备从第一从设备接收到指示第一传感器输入端被激活的消息，则在步骤620，主设备发送写消息(使用虚拟ID)以将预定ID列表/范围中的第一(实际)ID写入第一从设备。此时，第一传感器的状态也可以被重置(例如，通过更新第一从设备中的相关寄存器)。接下来，在步骤625，主设备可以打开与第一从设备相关联的第一输出指示器(例如，通过变成绿灯)，以指示第一从设备已经被编程有第一(实际)ID。接下来，在步骤630，主设备确定是否所有从设备都已经被分配。如果不是，则过程循环回到步骤610，继续在网络上寻找传感器激活。在从步骤630转换回到步骤610之后，系统可以继续迭代通过步骤610-630。例如，用户可以激活与第二从设备相关联的第二传感器输入端，该第二从设备可以被分配预定ID列表/范围中的第二/下一个(实际)ID。过程600可以继续迭代覆盖预定ID列表/范围中的每个ID，直到已经使用了预定ID范围/列表中的所有标识。因此，在步骤630，一旦给Modbus网络中的每个从设备分配了(实际)ID，地址分配过程600就完成了，并且过程600结束。
图7描绘了示例性从设备请求/响应过程的流程图。过程700可以由从设备处理器根据存储在相关联的从设备存储器中的从设备指令来执行。过程700详细说明了使用虚拟ID(VID)的传感器激活的响应选通，这可以有益地扩展网络上从设备的数量，同时实现低延迟响应时间。从设备请求/响应过程700可以在步骤705开始，其中给定的从设备从主设备接收请求消息。请求消息例如可以是从主设备发送到多个从设备的轮询消息。接下来，在步骤710，从设备将接收到的请求消息中的目的地址与存储在从设备的存储器中的AID和/或VID进行比较。AID和/或VID可能先前已经使用例如图6中详细说明的地址分配过程600被分配给该从设备。在步骤715，如果目的地址与从设备的AID不匹配，则过程继续到步骤720。如果在步骤715，目的地址与从设备的AID匹配，则在步骤740，从设备发送响应消息，以响应先前由主设备发送的请求消息。
在步骤720，如果目的地址与从设备的VID不匹配，则在步骤735，没有响应从从设备发送回主设备。如果在步骤720，目的地址与从设备的VID相匹配，则在步骤730，从设备将确定与从设备相关联的传感器输入端是否处于活动状态。如果在步骤730，传感器输入端不处于活动状态，则在步骤735，没有响应从从设备发送回主设备。如果在步骤730，传感器输入端处于活动状态，则在步骤740，从设备响应于先前由主设备发送的请求消息发送响应消息。从从设备发送的响应消息可以是对从主设备发送并包含在请求消息中的特定指令或命令的响应。例如，下表显示了示例性的Modbus通信：
Figure GDA0003404512110000161
Figure GDA0003404512110000171
从设备响应 数据(16进制)
从设备地址(ID) C3
功能代码 3
字节计数 4
数据N高位 0
数据N低位 A
数据N+1高位 0
数据N+1低位 1
CRC高位 xx
在上面显示的Modbus通信中，主设备向从设备网络发送一个读请求到(虚拟)从设备地址195(十六进制的0xC3)。该请求读取地址7941处的两个寄存器。如果网络中没有传感器被激活，将没有响应，并且主设备将以超时状态结束。如果从设备上的传感器已被激活，从设备将发送响应。被请求的寄存器包含设备的实际ID(AID)和传感器值(1)。有了这些信息，主设备将知道具有激活传感器的具体从设备，并可以在需要时进一步询问。上面的示例显示了从设备0xA响应给虚拟ID并且传感器值为‘1’的消息。
图8描绘了示例性教学模式过程的流程图。教学模式可以允许用户通过激活特定应用所需的从设备的传感器来创建一个拣选列表。通过多次激活相同设备上的传感器，计数可以与每次拣选相关联。在一些实施例中，可以保存多个列表，并且可以根据需要调用这些列表。例如，根据所需的应用，该列表可用于创建顺序拣选序列或批量拣选。
图8描绘了示例性教学模式过程的流程图。教学模式可以允许用户通过激活特定应用所需的从设备的传感器来创建一个拣选列表。通过多次激活相同设备上的传感器，计数可以与每次拣选相关联。在一些实施例中，可以保存多个列表，并且可以根据需要调用这些列表。根据所需的应用，该列表可用于创建顺序拣选序列或批量拣选。
教学模式过程800从步骤805开始，广播消息写入所有从设备。例如，广播消息可以包含每个从设备将致动器/灯输出端打开成黄色、然后绿色、然后关闭的命令。黄-绿-关闭模式可以表示教学模式已经开始。接下来，在步骤810，主设备使用虚拟ID地址轮询从设备，以寻找任何传感器激活。在步骤815，如果没有检测到传感器激活，则过程通过步骤810和815重复。在步骤815，一旦检测到传感器激活，则在步骤820，与激活的传感器相关联的从设备ID被放置在教学列表中。例如，通过从设备致动器输出端变成绿色或闪烁绿色，可以向用户可视地指示给定从设备放置在教学列表中。在一些实施例中，传感器输入端也可以被重置(例如，从1到0)。
接下来，在步骤825，主设备保持跟踪在相同设备上传感器被激活了多少次。在一些示例中，从设备可以改变灯输出以闪烁传感器被激活的次数。接下来，在步骤830，主设备可以将序列和计数保存到非易失性存储器。接下来，在步骤835，如果该过程没有完成，则该过程将循环回到步骤810。在步骤835，如果过程完成，则过程结束。在各种示例中，保存的每个列表可以具有唯一的数字标识(因此可以保存多个列表)。
图9描绘了示例性按灯拣选(PTL)顺序拣选过程的流程图。在PTL顺序拣选操作中，在教学模式期间保存的拣选序列可以被加载以执行拣选序列。教学操作后保存的信息可以是从设备ID和计数(例如，根据图9中的过程900)。在第一步骤905中，主设备将从存储器中加载先前保存的PTL序列。接下来，在步骤910，例如，PTL序列中的第一个设备先打开为黄色，然后变为绿色，以指示序列中的第一个设备。在步骤915，主设备然后向虚拟ID发送读取请求，寻找具有激活传感器的任何从设备。如果在步骤920没有从设备传感器被激活，则重复步骤915。如果在步骤920检测到从设备传感器激活，但不是预期的从设备，则在步骤930输出灯闪烁红色，指示激活的从设备传感器不正确。当从设备传感器被激活并且它是预期的从设备时(意味着步骤920和925的答案都是“是”)，则在步骤935，从设备灯被关闭并且传感器被清除。如果在步骤940序列没有完成，则在步骤945，主设备将激活拣选列表中下一个从设备上的灯。设备的输出端被关闭，并激活序列中的下一个设备。当检测到序列结束时，序列可以在步骤950重新开始。
图10描绘了示例性批量操作过程的流程图。在各种示例中，批量操作可以基本上类似于图9所示的顺序拣选操作900，除了列表上的所有从设备可以在操作开始时被激活。在一些实施例中，当设备上的传感器被激活时，传感器被关闭。在各种实施方式中，一旦所有的灯都被关闭，操作就完成了。在某些示例中，激活的每个传感器都必须在列表中。在各种实施例中，在操作完成之前的某个时刻，整个列表必须已经被激活。
图11描绘了示例性测试模式过程的流程图。测试模式是主设备将执行的一组操作，使每个从设备循环一组颜色。这验证了简单的操作和与PTL传感器的通信。测试模式可以在过程600-1000中的任何一个之前执行。在一些示例中，主设备可能没有从PTL设备接收到任何数据。在各种实施方式中，验证可能需要用户进行视觉检查，以确保灯被激活。
尽管已经参考附图描述了各种实施例，但其他实施例也是可能的。例如，标准的Modbus协议结构可能无法提供运行具有低延迟响应时间的按灯拣选(PTL)系统所需的性能。在各种实施例中，由于协议的请求/响应性质，在运行标准Modbus协议的PTL系统上添加越来越多的端设备可能最终使PTL系统不可用。因此，通过调整从设备的Modbus软件/固件，Modbus主设备控制器仍然可以运行标准Modbus协议，而调整后的Modbus系统能够达到PTL系统的性能要求。
在各种示例中，联网系统可以包括多个从设备。每个从设备可以包括从设备处理器。每个从设备可以包括可操作地耦合到从设备处理器和传感器设备的传感器接口。传感器设备可以包括传感器输入端。每个从设备可以包括从设备网络接口，该从设备网络接口可操作地耦合到从设备处理器，并且被配置为通过网络可操作地耦合到主设备。每个从设备可以包括可操作地耦合到从设备处理器并存储数据的非暂时性从设备计算机可读介质。存储的数据可以包括唯一从设备地址。存储的数据可以包括非唯一从设备地址。存储的数据可以包括从设备状态。在一些示例中，从设备状态可以是活动状态或空闲状态，其中活动状态可以与传感器设备的激活的传感器输入端相关联。在各种示例中，给定的非暂时性从设备计算机可读介质可以存储指令程序，当由相关联的从设备处理器执行时，该指令程序使得相关联的从设备处理器执行从设备操作。在一些实施方式中，从设备操作可以包括：响应于通过网络从主设备接收指向特定非唯一从设备地址的请求信号，如果符合以下情况，则通过网络向主设备发送响应信号：(1)特定非唯一从设备地址与存储在给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的非唯一从设备地址相匹配，以及(2)当在从设备处接收到请求信号时，存储在给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的从设备状态处于活动状态。
在各种示例中，至少一个传感器输入端可以是光学传感器输入端、电容性触摸传感器输入端或按钮传感器输入端。在一些实施方式中，每个传感器设备还可以包括输出指示器。输出指示器例如可以是视觉输出指示器、听觉输出指示器或触觉输出指示器。在一些实施方式中，每个从设备的响应信号可以由正处于活动状态的从设备状态来选通。在一些实施例中，每个从设备响应信号可以是相关从设备的从设备状态的指示、唯一从设备地址的指示、主设备采取行动的指示或者从主设备接收新请求的指示。在一些示例中，多个从设备中的第一组从设备的每个非暂时性从设备计算机可读介质可以存储第一非唯一从设备地址，而多个从设备中的第二组从设备的每个非暂时性从设备计算机可读介质可以存储不同于第一非唯一从设备地址的第二非唯一从设备地址。在各种实施方式中，第一组从设备和第二组从设备可以是互斥的。
在一些实施例中，每个非暂时性从设备计算机可读介质可以存储大于或等于零的相应响应时间偏移参数，使得多个从设备中的给定从设备被配置为在从设备接收到请求信号之后经过预定量的时间之后响应请求信号，该预定量的时间等于存储在给定从设备的非暂时性从设备计算机可读介质中的响应时间偏移参数。在一些实施方式中，存储在第一非暂时性从设备计算机可读介质中的第一响应时间偏移参数可以不同于存储在第二非暂时性从设备计算机可读介质中的第二响应时间偏移参数。
联网系统可以包括例如主设备。主设备可以包括主设备处理器。主设备可以包括可操作地与主设备处理器耦合的非暂时性主设备计算机可读介质。主设备可以包括可操作地耦合到主设备处理器的主设备网络接口。联网系统还可以包括网络，该网络可操作地耦合到每个从设备网络接口和主设备网络接口，以将主设备可操作地耦合到多个从设备中的每个从设备。在各种示例中，非暂时性主设备计算机可读介质可以存储指令程序，当由主设备处理器执行时，该指令程序使得主设备处理器执行主设备操作以通过网络与多个从设备通信。在一些示例中，主设备操作可以包括通过网络发送寻址到特定非唯一从设备地址的请求信号。在一些实施方式中，非暂时性主设备计算机可读介质可以存储预定超时参数。在各种示例中，主设备操作还可以包括：如果来自主设备的请求信号的发送时间和主设备处的响应信号的接收时间之间的时间差大于预定超时参数，则重发请求信号。在一些实施例中，预定超时参数可以是至少10毫秒。网络可以是例如Modbus协议网络。该网络可以是菊花链(daisy-chain)网络，使得例如多个从设备中的每个从设备被配置为与多个从设备中的另一个从设备串联。在各种实施方式中，非暂时性主设备计算机可读介质可以存储映射表，该映射表将每个从设备与从设备的对应唯一从设备地址和非唯一从设备地址相关联。
实施例的一些方面可以实现为计算机系统。例如，各种实施方式可以包括数字和/或模拟电路、计算机硬件、固件、软件或其组合。装置元件可以在计算机程序产品中实现，该计算机程序产品有形地包含在信息载体中，例如在机器可读存储设备中，用于由可编程处理器执行；和方法可以由执行指令程序的可编程处理器来执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行各种实施例的功能。一些实施例可以有利地在一个或更多个计算机程序中实施，该一个或更多个计算机程序可在可编程系统中执行，所述可编程系统包括耦合以从数据存储系统接收数据和指令并向数据存储系统传输数据和指令的至少一个可编程处理器、至少一个输入设备以及至少一个输出设备。计算机程序是一组指令，这些指令可以在计算机中直接或间接地用于执行特定的活动或产生特定的结果。计算机程序可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，且其可以以任何形式部署，包含作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元部署。
作为示例而非限制，用于执行指令程序的合适处理器包括通用和专用微处理器两者，其可以包括任何类型计算机的单个处理器或多个处理器之一。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的关键元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或更多个存储器。适用于有形地体现计算机程序指令和数据的存储设备包括非易失性存储器的所有形式，作为示例，包括半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内置硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由ASIC(专用集成电路)补充或可并入ASIC中。在一些实施例中，处理器和存储器可以由例如硬件可编程设备(诸如FPGA)补充，或者并入硬件可编程设备。
在一些实施方式中，每个系统可以用相同或相似的信息编程和/或用存储在易失性和/或非易失性存储器中的基本相同的信息初始化。例如，一个数据接口可以被配置为当耦合到适当的主机设备(诸如台式计算机或从设备)时执行自动配置、自动下载和/或自动更新功能。
在一些实施方式中，一个或更多个用户界面特征可以被定制配置为执行特定功能。示例实施例可以在包括图形用户界面和/或互联网浏览器的计算机系统中实现。为了提供与用户的交互，一些实施方式可以在计算机上实现，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(诸如LCD(液晶显示器)监视器)、键盘和定点设备(诸如，作为鼠标或轨迹球)，用户可以通过该定点设备向计算机提供输入。
在各种实施方式中，系统可以使用合适的通信方法、设备和技术进行通信。例如，系统可以使用点对点通信与兼容设备(例如，能够向和/或从系统传输数据的设备)通信，在点对点通信中，消息通过专用物理链路(例如，光纤链路、红外链路、超声波链路、点对点布线、菊花链)从源直接传输到接收器。系统的组件可以通过任何形式或介质的模拟或数字数据通信来交换信息，包括通信网络上基于分组的消息。通信网络的示例包括，例如，LAN(局域网)、WAN(广域网)、MAN(城域网)、无线和/或光网络，以及形成互联网的计算机和网络。其他实施方式可以通过广播到由通信网络耦合在一起的所有或基本上所有设备来传输消息，例如通过使用全向射频(RF)信号。还有其他实施方式可以传输以高方向性为特征的消息，例如使用定向(即，窄波束)天线传输的RF信号或可选地与聚焦光学器件一起使用的红外信号。使用适当的接口和协议，诸如，作为示例但并非旨在限制，USB 2.0、FireWire、AT A/IDE、RS-232、RS-422、RS-485、802.11a/b/g/n、Wi-Fi、WiFi直连、Li-Fi、蓝牙、以太网、IrDA、FDDI(光纤分布式数据接口)、令牌环网或基于频分、时分或码分的复用技术，其他实现也是可能的。一些实施方式可以可选地结合诸如用于数据完整性的错误检验和纠正(ECC)的特征，或者诸如加密(例如，WEP)和密码保护的安全措施。
在各种实施例中，计算机系统可以包括非暂时性存储器。存储器可以连接到一个或更多个处理器，存储器可以被配置用于存储数据和计算机可读指令，包括处理器可执行程序指令。一个或更多个处理器可以访问数据和计算机可读指令。当由一个或更多个处理器执行时，处理器可执行程序指令可以使一个或更多个处理器执行各种操作。
在各种实施例中，计算机系统可以包括物联网(IoT)设备。IoT设备可以包括嵌入了电子设备、软件、传感器、致动器和网络连接的对象，电子设备、软件、传感器、致动器和网络连接使这些对象能够收集和交换数据。IoT设备可以通过接口向另一个设备发送数据，从而与有线或无线设备一起使用。IoT设备可以收集有用的数据，然后在其他设备之间自主传输数据。
描述了许多实施方式。然而，应当理解，可以进行各种修改。例如，如果以不同的顺序执行所公开技术的步骤，或者如果以不同的方式组合所公开系统的组件，或者如果用其他组件补充这些组件，可以获得有利的结果。因此，其他实施方式在所附的权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种联网系统，包括：
多个从设备(110)，所述多个从设备(110)中的每一个包括：
从设备处理器(255)；
传感器接口(270)，所述传感器接口(270)可操作地耦合到所述从设备处理器和包括传感器输入端(111)的传感器设备；
从设备网络接口(265)，所述从设备网络接口(265)可操作地耦合到所述从设备处理器，并被配置为通过网络可操作地耦合到主设备(105)；和，
非暂时性从设备计算机可读介质(260)，所述非暂时性从设备计算机可读介质(260)可操作地耦合到所述从设备处理器并存储包括以下的数据：
唯一从设备地址；
在先分配的非唯一从设备地址，所述在先分配的非唯一从设备地址与所述多个从设备中的一组两个或更多个从设备相关；和，
从设备状态，所述从设备状态包括活动状态和空闲状态中的至少一个，所述活动状态与所述传感器设备的激活的传感器输入端相关联，
其中给定的非暂时性从设备计算机可读介质存储指令程序，当所述指令程序由关联的从设备处理器执行时，使得所述关联的从设备处理器执行从设备操作，所述从设备操作包括：
响应于通过所述网络从所述主设备接收(705)指向特定非唯一从设备地址的请求信号(710)，如果符合以下条件，则通过所述网络向所述主设备发送响应信号(740)：(1)所述特定非唯一从设备地址与存储在所述给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述非唯一从设备地址相匹配(720)，以及(2)当在所述从设备处接收到所述请求信号时，存储在所述给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述从设备状态处于所述活动状态(725,730)。
2.根据权利要求1所述的联网系统，其中，至少一个传感器输入端是从由光学传感器输入端、电容性触摸传感器输入端和按钮传感器输入端组成的组中选择的。
3.根据权利要求1所述的联网系统，其中，每个传感器设备还包括输出指示器。
4.根据权利要求3所述的联网系统，其中，至少一个输出指示器是从由视觉输出指示器、听觉输出指示器和触觉输出指示器组成的组中选择的。
5.根据权利要求1所述的联网系统，其中，每个从设备响应信号是从由相关从设备的从设备状态的指示、所述唯一从设备地址的指示、所述主设备采取行动的指示和从所述主设备接收新请求的指示组成的组中选择的。
6.根据权利要求1所述的联网系统，其中：
所述多个从设备中的第一多个从设备的每个非暂时性从设备计算机可读介质存储第一非唯一从设备地址，
所述多个从设备中的第二多个从设备的每个非暂时性从设备计算机可读介质存储不同于所述第一非唯一从设备地址的第二非唯一从设备地址，并且
所述第一多个从设备和所述第二多个从设备是互斥的。
7.根据权利要求1所述的联网系统，其中，每个所述非暂时性从设备计算机可读介质存储大于或等于零的相应响应时间偏移参数，使得所述多个从设备中的给定从设备被配置为在所述从设备接收到所述请求信号之后经过预定量的时间之后响应所述请求信号，所述预定量的时间等于存储在所述给定从设备的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述响应时间偏移参数。
8.根据权利要求7所述的联网系统，其中，存储在第一非暂时性从设备计算机可读介质中的第一响应时间偏移参数不同于存储在第二非暂时性从设备计算机可读介质中的第二响应时间偏移参数。
9.一种联网系统，包括：
多个从设备(110)，所述多个从设备(110)中的每一个包括：
从设备处理器(255)；
传感器接口(270)，所述传感器接口(270)可操作地耦合到所述从设备处理器和传感器设备；
从设备网络接口(265)，所述从设备网络接口(265)可操作地耦合到所述从设备处理器，并被配置为通过网络可操作地耦合到主设备(105)；和，
非暂时性从设备计算机可读介质(260)，所述非暂时性从设备计算机可读介质(260)可操作地耦合到所述从设备处理器并存储包括以下的数据：
唯一从设备地址；
在先分配的非唯一从设备地址；和，
从设备状态，所述从设备状态包括活动状态和空闲状态中的至少一个，
其中，给定的非暂时性从设备计算机可读介质存储指令程序，当所述指令程序由关联的从设备处理器执行时，使得所述关联的从设备处理器执行从设备操作，所述从设备操作包括：
响应于通过所述网络从所述主设备接收(705)指向特定非唯一从设备地址的请求信号(710)，如果符合以下条件，则通过所述网络向所述主设备发送响应信号(740)：(1)所述特定非唯一从设备地址与存储在所述给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述非唯一从设备地址相匹配(720)，以及(2)当在所述从设备处接收到所述请求信号时，存储在所述给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述从设备状态处于所述活动状态(725,730)。
10.根据权利要求9所述的联网系统，其中，每个传感器设备包括传感器输入端和输出指示器。
11.根据权利要求10所述的联网系统，其中，至少一个传感器输入端是从由光学传感器输入端、电容性触摸传感器输入端和按钮传感器输入端组成的组中选择的。
12.根据权利要求10所述的联网系统，其中至少一个输出指示器是从视觉输出指示器、听觉输出指示器和触觉输出指示器组成的组中选择的。
13.根据权利要求9所述的联网系统，其中：
所述多个从设备中的第一多个从设备的每个非暂时性从设备计算机可读介质存储第一非唯一从设备地址，
所述多个从设备中的第二多个从设备的每个非暂时性从设备计算机可读介质存储不同于所述第一非唯一从设备地址的第二非唯一从设备地址，并且
所述第一多个从设备和所述第二多个从设备是互斥的。
14.根据权利要求9所述的联网系统，其中，每个所述非暂时性从设备计算机可读介质存储大于或等于零的相应响应时间偏移参数，使得所述多个从设备中的给定从设备被配置为在所述从设备接收到所述请求信号之后经过预定量的时间之后响应所述请求信号，所述预定量的时间等于存储在所述给定从设备的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述响应时间偏移参数。
15.根据权利要求14所述的联网系统，其中，存储在第一非暂时性从设备计算机可读介质中的第一响应时间偏移参数不同于存储在第二非暂时性从设备计算机可读介质中的第二响应时间偏移参数。
16.一种联网系统，包括：
多个从设备(110)，所述多个从设备(110)中的每一个包括：
从设备处理器(255)；
传感器接口(270)，所述传感器接口(270)可操作地耦合到所述从设备处理器和传感器设备(400)；
从设备网络接口(265)，所述从设备网络接口(265)可操作地耦合到所述从设备处理器；和
非暂时性从设备计算机可读介质(260)，所述非暂时性从设备计算机可读介质(260)可操作地耦合到所述从设备处理器并存储包括以下的数据：
唯一从设备地址；
在先分配的非唯一从设备地址；和，
从设备状态，所述从设备状态包括活动状态和空闲状态中的至少一个；
主设备，所述主设备包括：
主设备处理器(205)；
非暂时性主设备计算机可读介质(210)，所述非暂时性主设备计算机可读介质(210)可操作地与所述主设备处理器耦合；和，
主设备网络接口(215)，所述主设备网络接口(215)可操作地耦合到所述主设备处理器；和，
网络(115)，所述网络(115)可操作地耦合到每个所述从设备网络接口和所述主设备网络接口，以将所述主设备可操作地耦合到所述多个从设备中的每个从设备，
其中，所述非暂时性主设备计算机可读介质存储指令程序，当所述指令程序由所述主设备处理器执行时，使得所述主设备处理器执行主设备操作以通过所述网络与所述多个从设备通信，所述主设备操作包括：
通过所述网络发送寻址到特定非唯一从设备地址的请求信号，
其中，给定的非暂时性从设备计算机可读介质存储指令程序，当所述指令程序由关联的从设备处理器执行时，使得所述关联的从设备处理器执行从设备操作，所述从设备操作包括：
响应于通过所述网络从所述主设备接收(705)指向所述特定非唯一从设备地址的所述请求信号(710)，如果符合以下条件，则通过所述网络向所述主设备发送响应信号(740)：(1)所述特定非唯一从设备地址与存储在所述给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述非唯一从设备地址相匹配(720)，以及(2)当在所述从设备处接收到所述请求信号时，存储在所述给定的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述从设备状态处于活动状态(725,730)。
17.根据权利要求16所述的联网系统，其中：
所述非暂时性主设备计算机可读介质存储预定超时参数，并且
所述主设备操作还包括：
如果来自所述主设备的所述请求信号的发送时间与在所述主设备处所述响应信号的接收时间之间的时间差大于所述预定超时参数，则重发所述请求信号。
18.根据权利要求17所述的联网系统，其中，所述预定超时参数至少为10ms。
19.根据权利要求16所述的联网系统，其中，所述网络包括Modbus协议网络。
20.根据权利要求16所述的联网系统，其中，所述网络包括菊花链网络，使得所述多个从设备中的每个从设备被配置为与所述多个从设备中的另一个从设备串联。
21.根据权利要求16所述的联网系统，其中，所述非暂时性主设备计算机可读介质存储映射表，所述映射表将每个从设备与所述从设备的对应唯一从设备地址和非唯一从设备地址相关联。
22.根据权利要求16所述的联网系统，其中，每个传感器设备包括传感器输入端和输出指示器。
23.根据权利要求22所述的联网系统，其中，至少一个传感器输入端是从由光学传感器输入端、电容性触摸传感器输入端和按钮传感器输入端组成的组中选择的。
24.根据权利要求22所述的联网系统，其中，至少一个输出指示器是从由视觉输出指示器、听觉输出指示器和触觉输出指示器组成的组中选择的。
25.根据权利要求16所述的联网系统，其中，每个从设备响应信号是从由相关从设备的从设备状态的指示、所述唯一从设备地址的指示、所述主设备采取行动的指示和从所述主设备接收新请求的指示组成的组中选择的。
26.根据权利要求16所述的联网系统，其中，每个所述非暂时性从设备计算机可读介质存储大于或等于零的相应响应时间偏移参数，使得所述多个从设备中的给定从设备被配置为在所述从设备接收到所述请求信号之后经过预定量的时间之后响应所述请求信号，所述预定量的时间等于存储在所述给定从设备的非暂时性从设备计算机可读介质中的所述响应时间偏移参数。
27.根据权利要求26所述的联网系统，其中，存储在第一非暂时性从设备计算机可读介质中的第一响应时间偏移参数不同于存储在第二非暂时性从设备计算机可读介质中的第二响应时间偏移参数。
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